一種定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種定位系統(tǒng)，包括定位終端、手持終端、后場數(shù)據(jù)終端和人員定位監(jiān)控平臺；其中，定位終端包括加速度傳感器、陀螺傳感器和藍牙模塊；定位終端根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將加速度傳感器和陀螺傳感器獲取的位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，通過藍牙模塊發(fā)送至手持終端；手持終端將定位坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至后場數(shù)據(jù)終端，根據(jù)后場數(shù)據(jù)終端反饋的定位圖像信息，顯示使用者及隊友的位置信息；后場數(shù)據(jù)終端將分析后的定位坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給人員定位監(jiān)控平臺；人員定位監(jiān)控平臺展示三維定位圖像。本實用新型可在無法使用衛(wèi)星定位的情況下，輔助后場指揮員指揮與調(diào)度迷途隊員及定位遇險隊員，實現(xiàn)簡單，定位可靠。
【專利說明】
一種定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種定位系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]城市消防人員在滅火救援行動中，經(jīng)常會遇到一些突發(fā)性的危險狀況，因此如何準確判斷火場內(nèi)消防人員的具體位置就顯得十分重要。
[0003]由于城市火災(zāi)發(fā)生的場所多位于室內(nèi)或者存在其他建筑物遮擋，使得諸如GPS、北斗之類的衛(wèi)星定位方法無法使用，而類似于RFID或者ZigBee之類的定位方法又需要在火場內(nèi)部署移動轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備或者是定位基站，需要特殊硬件的支撐，故而可行性有限。【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種定位系統(tǒng)，以在無法使用衛(wèi)星定位的情況下，簡單可靠地實現(xiàn)對消防人員的定位。
[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]本實用新型提供的一種定位系統(tǒng)，包括定位終端、手持終端、后場數(shù)據(jù)終端和人員定位監(jiān)控平臺；
[0007]其中，所述定位終端包括加速度傳感器、陀螺傳感器和藍牙模塊，所述加速度傳感器用于獲取使用者的位移參數(shù)和高度參數(shù)，所述陀螺傳感器用于獲取所述使用者的方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)；
[0008]所述定位終端用于根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將所述位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，通過所述藍牙模塊發(fā)送至所述手持終端；
[0009]所述手持終端用于通過藍牙接收所述定位坐標數(shù)據(jù)，通過無線數(shù)傳發(fā)送模塊將所述定位坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至所述后場數(shù)據(jù)終端，根據(jù)所述后場數(shù)據(jù)終端反饋的定位圖像信息， 顯示所述使用者及隊友的位置信息；[〇〇1〇]所述后場數(shù)據(jù)終端用于通過無線數(shù)傳接收模塊接收所述定位坐標數(shù)據(jù)，存儲并分析所述定位坐標數(shù)據(jù)，將分析后的定位坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述人員定位監(jiān)控平臺；
[0011]所述人員定位監(jiān)控平臺用于根據(jù)分析后的定位坐標數(shù)據(jù)，展示可平移、可縮放以及可旋轉(zhuǎn)的三維定位圖像，并將定位圖像信息通過所述后場數(shù)據(jù)終端反饋給所述手持終端，所述三維定位圖像包括所述使用者位于建筑模型中的位置、使用者的行走軌跡和使用者的姿態(tài)。
[0012]進一步的，所述定位終端設(shè)置于所述使用者的鞋墊內(nèi)。
[0013]進一步的，所述定位終端還包括溫度傳感器，用于采集所述使用者所處環(huán)境溫度。
[0014]進一步的，所述手持終端集成有對講器，用于和隊友及后場指揮員溝通交流。
[0015]進一步的，所述手持終端為智能手機與發(fā)射終端的一體機，所述發(fā)射終端包括所述無線數(shù)傳發(fā)送模塊。
[0016]進一步的，所述定位終端和所述手持終端還包括電量采集模塊，用于采集所述定位終端和所述手持終端的電量信息。
[0017]進一步的，還包括設(shè)置與所述手持終端與所述后場數(shù)據(jù)終端之間的至少一個中繼，用于數(shù)據(jù)盲區(qū)續(xù)傳。[0〇18] 進一步的，所述后場數(shù)據(jù)終端通過WIFI熱點連接至所述人員定位監(jiān)控平臺。[0〇19]進一步的，還包括支撐所述人員定位監(jiān)控平臺的三腳架。
[0020]進一步的，所述人員定位監(jiān)控平臺包括報警器，用于在監(jiān)測到使用者的姿態(tài)異常時，發(fā)出警報。
[0021]本實用新型的有益效果:通過定位終端實時獲取使用者的位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)，根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，并通過藍牙模塊發(fā)送至手持終端，實現(xiàn)了定位坐標數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸； 手持終端不僅可以將定位坐標數(shù)據(jù)通過后場數(shù)據(jù)終端轉(zhuǎn)發(fā)給人員定位監(jiān)控平臺，以使人員定位監(jiān)控平臺顯示三維定位圖像，還可以根據(jù)人員定位監(jiān)控平臺反饋的定位圖像信息，顯示使用者本人和隊友的位置信息，為自救與搜救提供了退出引導(dǎo)和搜救導(dǎo)航，結(jié)合后場指揮員的指揮與調(diào)度，提高了協(xié)同作戰(zhàn)能力。本實用新型可以在無法使用衛(wèi)星定位的情況下， 簡單可靠地實現(xiàn)對消防人員的定位。【附圖說明】

[0022]圖1是本實用新型提供的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇23]圖2是本實用新型提供的人員定位監(jiān)控平臺顯示的三維定位圖像示意圖；
[0024]圖3是本實用新型提供的人員定位監(jiān)控平臺顯示的使用者定位信息示意圖。
[0025]圖中:[〇〇26]1、定位終端;2、手持終端;3、后場數(shù)據(jù)終端;4人員定位監(jiān)控平臺；5、三腳架。【具體實施方式】[〇〇27]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0028]圖1是本實用新型提供的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該定位系統(tǒng)適用于應(yīng)急救援單兵定位。如圖1所示，該定位系統(tǒng)包括定位終端1、手持終端2、后場數(shù)據(jù)終端3和人員定位監(jiān) te平臺4。
[0029]其中，定位終端1包括加速度傳感器、陀螺傳感器和藍牙模塊，加速度傳感器用于獲取使用者的位移參數(shù)和高度參數(shù)，陀螺傳感器用于獲取使用者的方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)； 其中，姿態(tài)可包括臥倒、站立、行走和跑步。
[0030]定位終端1用于根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，通過藍牙模塊發(fā)送至手持終端2;由此，可以在無法使用衛(wèi)星定位的情況下，實時獲取到使用者的定位信息。優(yōu)選的，定位終端1可設(shè)置于使用者的鞋墊內(nèi)，體積小，防水防震，穿戴方便快速，對使用者裝備零負擔。另外，測得的定位坐標數(shù)據(jù)的水平誤差小于5%。，垂直位置精度小于1.5米。
[0031]手持終端2用于通過藍牙接收定位坐標數(shù)據(jù)，通過無線數(shù)傳發(fā)送模塊將定位坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至后場數(shù)據(jù)終端3,根據(jù)后場數(shù)據(jù)終端3反饋的定位圖像信息，顯示使用者及隊友的位置信息；其中，通過無線數(shù)傳發(fā)送模塊傳輸定位坐標數(shù)據(jù)，可以不依靠任何外界信號，單點通訊延遲低于100毫秒，視距通訊距離可達3公里以上，繞射與穿透能力強，抗干擾能力強，位置和方向不受強磁環(huán)境干擾，原地踏步位置無偏差，直線原路來回折返軌跡無偏向。 另外，手持終端2還可以顯示使用者及隊友的位置信息，為自救與搜救提供了退出引導(dǎo)和搜救導(dǎo)航。
[0032]后場數(shù)據(jù)終端3用于通過無線數(shù)傳接收模塊接收定位坐標數(shù)據(jù)，存儲并分析定位坐標數(shù)據(jù)，將分析后的定位坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給人員定位監(jiān)控平臺4;其中，無線數(shù)傳接收模塊與上述無線數(shù)傳發(fā)送模塊相對應(yīng)。優(yōu)選的，可以在人員定位監(jiān)控平臺4上建立WIFI熱點，后場數(shù)據(jù)終端3通過WIFI熱點連接至人員定位監(jiān)控平臺4。
[0033]人員定位監(jiān)控平臺4用于根據(jù)分析后的定位坐標數(shù)據(jù)，展示可平移、可縮放以及可旋轉(zhuǎn)的三維定位圖像，并將定位圖像信息通過后場數(shù)據(jù)終端3反饋給手持終端2,三維定位圖像包括使用者位于建筑模型中的位置、使用者的行走軌跡和使用者的姿態(tài)。由此，后場指揮員可以從不同的角度直觀地查看使用者的位置、行走軌跡和姿態(tài)。示例性的，如圖2所示， 人員定位監(jiān)控平臺4顯示了四層建筑中使用者的三維定位圖像，可以直觀地看到使用者位于建筑物2層中。另外，人員定位監(jiān)控平臺4可以采用軍工筆記本，防水防震防塵，性能穩(wěn)定可靠。
[0034]進一步的，定位終端1還包括溫度傳感器，用于采集使用者所處環(huán)境溫度。由此，后場指揮員可以通過人員定位監(jiān)控平臺4觀察使用者周圍環(huán)境溫度的變化，為使用者發(fā)出預(yù)警提示。
[0035]進一步的，手持終端2集成有對講器，用于和隊友及后場指揮員溝通交流。由此，可以和隊友根據(jù)現(xiàn)場實情，隨時制定作戰(zhàn)計劃，順利完成搜救任務(wù)。[〇〇36]優(yōu)選的，手持終端2為智能手機與發(fā)射終端的一體機，方便使用者攜帶，其中，發(fā)射終端包括無線數(shù)傳發(fā)送模塊。
[0037]進一步的，定位終端1和手持終端2還包括電量采集模塊，用于采集定位終端1和手持終端2的電量信息。由此，后場指揮員可以通過人員定位監(jiān)控平臺4觀察使用者定位終端1 和手持終端2的電量信息，在任務(wù)完成后，對定位終端1和手持終端2及時進行充電，確保下次任務(wù)中使用者定位設(shè)備的正常使用。
[0038]進一步的，還包括設(shè)置與手持終端與后場數(shù)據(jù)終端之間的至少一個中繼，用于數(shù)據(jù)盲區(qū)續(xù)傳。[〇〇39]進一步的，如圖1所示，還包括支撐人員定位監(jiān)控平臺4的三腳架5,用于對人員定位監(jiān)控平臺4的平穩(wěn)支撐，適用于各種地形，方便后場指揮員進行指揮與調(diào)度。
[0040]進一步的，人員定位監(jiān)控平臺4包括報警器，用于在監(jiān)測到使用者的姿態(tài)異常時， 發(fā)出警報。其中，在監(jiān)測到使用者處于臥倒或者長時間站立沒有移動的姿態(tài)時，發(fā)出警報， 以通知后場指揮員及時組織對該使用者的救援工作。[〇〇41]本實施例中，人員定位監(jiān)控平臺4可以顯示使用者的定位信息。如圖3所示，可以顯示使用者攜帶的定位終端1的通訊狀態(tài)、定位終端1的編號、使用者的姿態(tài)、使用者出發(fā)時長、使用者位置高度、使用者行進的總距離、使用者所處環(huán)境的溫度以及定位終端1和手持終端2的電池狀態(tài)。[〇〇42]優(yōu)選的，在定位工作完成后，可將本實施例定位系統(tǒng)中的各設(shè)備放置于專用收納箱中。示例性的，該收納箱可放置一臺人員定位監(jiān)控平臺4(如筆記本)、四臺手持終端2、四臺定位終端1、一臺后場數(shù)據(jù)終端3和兩個中繼。在使用者出任務(wù)時(如消防員出警)，便于攜帶與分配。
[0043]本實施例提供的定位系統(tǒng)，通過定位終端實時獲取使用者的位移參數(shù)、高度參數(shù)、 方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)，根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，并通過藍牙模塊發(fā)送至手持終端，實現(xiàn)了定位坐標數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸;手持終端不僅可以將定位坐標數(shù)據(jù)通過后場數(shù)據(jù)終端轉(zhuǎn)發(fā)給人員定位監(jiān)控平臺，以使人員定位監(jiān)控平臺顯示三維定位圖像，還可以根據(jù)人員定位監(jiān)控平臺反饋的定位圖像信息，顯示使用者本人和隊友的位置信息，為自救與搜救提供了退出引導(dǎo)和搜救導(dǎo)航，結(jié)合后場指揮員的指揮與調(diào)度，提高了協(xié)同作戰(zhàn)能力。本實用新型可以在無法使用衛(wèi)星定位的情況下，簡單可靠地實現(xiàn)對消防人員的定位。
[0044]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為了清楚說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括定位終端、手持終端、后場數(shù)據(jù)終端和人員定位監(jiān) 控平臺；其中，所述定位終端包括加速度傳感器、陀螺傳感器和藍牙模塊，所述加速度傳感器用 于獲取使用者的位移參數(shù)和高度參數(shù)，所述陀螺傳感器用于獲取所述使用者的方向參數(shù)和 姿態(tài)參數(shù)；所述定位終端用于根據(jù)慣性導(dǎo)航原理將所述位移參數(shù)、高度參數(shù)、方向參數(shù)和姿態(tài)參 數(shù)解算成定位坐標數(shù)據(jù)，通過所述藍牙模塊發(fā)送至所述手持終端；所述手持終端用于通過藍牙接收所述定位坐標數(shù)據(jù)，通過無線數(shù)傳發(fā)送模塊將所述定 位坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至所述后場數(shù)據(jù)終端，根據(jù)所述后場數(shù)據(jù)終端反饋的定位圖像信息，顯示 所述使用者及隊友的位置信息；所述后場數(shù)據(jù)終端用于通過無線數(shù)傳接收模塊接收所述定位坐標數(shù)據(jù)，存儲并分析所 述定位坐標數(shù)據(jù)，將分析后的定位坐標數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述人員定位監(jiān)控平臺；所述人員定位監(jiān)控平臺用于根據(jù)分析后的定位坐標數(shù)據(jù)，展示可平移、可縮放以及可 旋轉(zhuǎn)的三維定位圖像，并將定位圖像信息通過所述后場數(shù)據(jù)終端反饋給所述手持終端，所 述三維定位圖像包括所述使用者位于建筑模型中的位置、使用者的行走軌跡和使用者的姿 〇2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位終端設(shè)置于所述使用者的鞋墊內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位終端還包括溫度傳感器，用 于采集所述使用者所處環(huán)境溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述手持終端集成有對講器，用于和 隊友及后場指揮員溝通交流。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述手持終端為智能手機與發(fā)射終端 的一體機，所述發(fā)射終端包括所述無線數(shù)傳發(fā)送模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位終端和所述手持終端還包括 電量采集模塊，用于采集所述定位終端和所述手持終端的電量信息。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置與所述手持終端與所述后 場數(shù)據(jù)終端之間的至少一個中繼，用于數(shù)據(jù)盲區(qū)續(xù)傳。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述后場數(shù)據(jù)終端通過WIFI熱點連接 至所述人員定位監(jiān)控平臺。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括支撐所述人員定位監(jiān)控平臺的三腳架。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述人員定位監(jiān)控平臺包括報警器， 用于在監(jiān)測到使用者的姿態(tài)異常時，發(fā)出警報。
【文檔編號】G01C21/18GK205719002SQ201620541132
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】王斌斌
【申請人】新州華源（北京）國際救援裝備有限公司